Nuevo protocolo de red para situaciones de emergencia y rescate

4 09 2014

Investigadores de la UPM y la Universidad de Loja de Ecuador desarrollan un modelo que optimiza el protocolo de encaminamiento de las redes móviles ‘ad hoc’ en situaciones de emergencia y rescate.

La solución propuesta se basa en la mejora de un algoritmo de agrupamiento y en la creación de un nuevo protocolo de enrutamiento que permiten a cualquier usuario encontrar fácilmente una zona de evacuación en un escenario de emergencia o de rescate. El modelo ha sido desarrollado por investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y de la Universidad de Loja y ha sido simulado en esta ciudad de Ecuador. La evaluación de sus prestaciones ha demostrado las mejoras que supone el modelo propuesto tanto a nivel matemático como a nivel real.

Una red móvil ad hoc (Mobile Ad Hoc Network, MANET) es una colección de nodos móviles que pueden dinámicamente crear una red sin necesidad de tener una infraestructura fija o una administración central. La tecnología de las redes MANET puede integrarse en los teléfonos móviles actuales (smartphones), proporcionando una red flexible y dinámica que se puede utilizar en situaciones de emergencia. Esta red estaría constituida por enlaces formados por los terminales móviles próximos entre sí.

La naturaleza dinámica y sin infraestructura de estas redes exige un nuevo conjunto de algoritmos y estrategias para proporcionar un servicio de comunicación fiable extremo a extremo. En el contexto de las redes móviles ad hoc, el encaminamiento surge como una de las áreas más interesantes para transmitir información desde una fuente hasta un destino, con calidad de servicio de extremo a extremo. Debido a las restricciones inherentes a las redes móviles, los modelos de encaminamiento tradicionales sobre los que se fundamentan las redes fijas no son aplicables a las redes móviles ad hoc. Este trabajo de investigación muestra precisamente una solución. La propuesta se basa en un modelo que involucra la optimización de un protocolo de enrutamiento apoyado en un mecanismo de agrupación.

El algoritmo mejorado, denominado GMWCA (Group Management Weighted Clustering Algorithm) y basado en el WCA (Weighted Clustering Algorithm), permite calcular el mejor número y tamaño de grupos en la red. Con esta mejora se evitan constantes reagrupaciones y que los jefes de grupo (clúster) tengan más tiempo de vida intra-clúster y, por tanto, una estabilidad en la comunicación inter-clúster.

El protocolo de enrutamiento ad hoc propuesto, denominado QoS Group Cluster Based Routing Protocol (QoSG-CBRP), utiliza como estrategia el empleo de clúster y jerarquías apoyada en el algoritmo de agrupamiento. Cada clúster tiene un jefe (JC), que administra la información de enrutamiento y la envía al destino cuando está fuera de su área de cobertura.

Para evitar que haya constantes reagrupamientos y llamadas al algoritmo de agrupamiento, se ha agregado un jefe de clúster de soporte (JCS), que asume las funciones del JC, siempre y cuando este haya roto el enlace con los otros nodos comunes del clúster por razones de alejamiento o por desgaste de batería.

Matemáticamente y a nivel de algoritmo se han demostrado las mejoras del modelo propuesto, el cual ha involucrado la mejora a nivel de algoritmo de clustering y del protocolo de enrutamiento. El sistema ha sido simulado en el área de la ciudad de Loja y evaluadas sus prestaciones. En la figura de abajo se muestra el modelo de movilidad aplicado a una situación de emergencia. La red se reconfigura de forma automática de forma que los jefes de clúster tienen la información de las zonas de evacuación que permite a cualquier nodo (cualquier usuario) encontrar una zona de evacuación a través del jefe de clúster asociado.

 

ENCISO QUISPE, L; MENGUAL GALÁN, LUIS MENGUAL. “Behavior of Ad Hoc routing protocols, analyzed for emergency and rescue scenarios, on a real urban area”. Expert Systems with Applications 41 (5): 2565-2573. DOI: 10.1016/j.eswa.2013.10.004. April 2014.

Enlaces de interés:

http://cwi.unik.no/images/Manet_Overview.pdf


www.nrl.navy.mil/itd/ncs/focus/manet


www.antd.nist.gov/wahn_mahn.shtml

 

 

Upm.es [en línea] Madrid (ESP): upm.es, 04 de septiembre de 2014 [ref. 05 de mayo de 2014] Disponible en Internet: http://www.upm.es/institucional/UPM/CanalUPM/Noticias/1f98bd12efca5410VgnVCM10000009c7648aRCRD


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